સમાચાર અને દૃશ્યો
19 ડિસેમ્બર 2018
મદ્યપાન કરનાર ડ્રગ વ્યસનની બ્રેઇન સર્કિટ્સ ઓળખી કાઢવામાં આવી
ઉંદરનો એક અભ્યાસ મગજની અનુકૂલનને ઓળખે છે જે ડ્રગની વ્યસન સાથે સંકળાયેલા ફરજિયાત વર્તનને અનુસરે છે, અને જે કેટલાક ડ્રગ વપરાશકર્તાઓ ફરજિયાત રીતે વર્તતા હોવાનું સમજાવે છે જ્યારે અન્યો નથી કરતા.
દુરૂપયોગની દવાઓમાં જટિલ ફાર્માકોલોજિકલ અસરો છે જે મગજ કાર્યમાં ઘણા ફેરફારોને ટ્રિગર કરે છે. આમાંની એક અસર, ન્યૂરોટ્રાન્સમિટર ડોપામાઇનને મુક્ત કરનાર ન્યુરોન્સ પ્રત્યે સીધી અથવા પરોક્ષ સક્રિયકરણ, દુરુપયોગની બધી દવાઓ માટે સામાન્ય છે અને વ્યસનના વિકાસમાં યોગદાન આપવામાં લાંબો સમય લાગે છે. માં લેખન કુદરત, પાસ્કોલી એટ અલ.1 ડોપામાઇન ચેતાકોષોના પુનરાવર્તિત સક્રિયકરણ દ્વારા પ્રેરિત ન્યુરોબાયોલોજીકલ મિકેનિઝમ્સ પરની રિપોર્ટ કે જે કેટલાક ડ્રગ વપરાશકર્તાઓ નકારાત્મક પરિણામો હોવા છતાં પુરસ્કાર લે છે - માનસિક વ્યસનના નિર્ધારિત લક્ષણનો એક પ્રકાર છે.2.
લેખકોએ દુરુપયોગની દવાઓ દ્વારા મગજના ડોપામાઇન સિસ્ટમ્સની સક્રિયકરણની નકલ કરવા માટે એક ઓપ્ટોજેનેટિક્સ અભિગમ અપનાવ્યો: તેઓએ આનુવંશિક ઇજનેરી ઉંદરના મગજના વેન્ટ્રલ ટેગમેન્ટલ એરિયા (વીટીએ) માં ડોપામાઇન ચેતાકોષને સક્રિય કરવા માટે ઓપ્ટિકલ ફાઇબર દ્વારા લેસર પ્રકાશનો ઉપયોગ કર્યો હતો. ઉંદર લીવરને દબાવીને જાતે જ આ ચેતાકોષોને ઉત્તેજીત કરી શકે છે, અને લગભગ 40 અઠવાડિયા સુધી 2 મિનિટની પરીક્ષણ અવધિ દરમિયાન આ ક્રિયાને ઉત્સાહિત કરી શકે છે.
ત્યારબાદના દિવસોમાં, ઉંદરને લીવર-પ્રેસિંગ પ્રસંગોના એક-તૃતિયાંશ ભાગ પર રેન્ડમ પર તેમના પગ પર ટૂંકા ઇલેક્ટ્રિક આઘાત મળ્યો. આ સ્થિતિ હેઠળ તેમના વર્તનમાં એક રસપ્રદ પરિવર્તન આવ્યું છે: ઉંદર (XounX%) ની ઉંદર (XounX%) ને લીડ-દબાવવાની ફ્રીક્વન્સીને ફટકો આપવામાં આવે છે (ફિગ. 40a), જ્યારે બાકીના 1% (સહન કરનાર) પીડાદાયક મેળવવા માટે તૈયાર હતા તેમના ડોપામાઇન ચેતાકોષ (ફિગ. 60b) સ્વયં ઉત્તેજિત કરવાની તક માટે સજા. આમાંના કેટલાક લેખકોએ પહેલા બતાવ્યું છે3, નિરંતર ઉંદર નકારાત્મક પરિણામો હોવા છતાં સતત ડ્રગના ઉપયોગ માટે એક મોડેલ પૂરું પાડે છે, અને માનવ ડ્રગ વપરાશકર્તાઓના સબસેટ સમાંતર છે જેમની ડ્રગનો ઉપયોગ ફરજિયાત બને છે.
આકૃતિ 1 | મગજમાં ડોપામાઇન ચેતાકોષની અવ્યવસ્થિત સક્રિયકરણ. પાસકોલીના અધ્યયનમાં એટ અલ.1, ઓપ્ટિકલ ફાઇબર દ્વારા સંચાલિત લેસર પ્રકાશના વિતરણ દ્વારા, ઉંદરએ ડોપામાઇન-મુક્ત થતા ન્યુરોન્સને સક્રિય કરવા માટે લીવર દબાવ્યું. આ ચેતાકોષો, જે વેન્ટ્રલ ટેગમેન્ટલ એરિયા (વીટીએ) માંથી મગજમાં વેન્ટ્રલ સ્ટ્રેટમ સુધી પ્રોજેક્ટ કરે છે, તે પુરસ્કાર સાથે સંકળાયેલ છે. a, કેટલાક ઉંદરો, જેને રેનોઉન્સર્સ કહેવામાં આવે છે, લીવર-દબાવીને વર્તન ઘટાડે છે જ્યારે તે તેમના પગને પીડાદાયક ઇલેક્ટ્રિક આઘાત સાથે સાંકળવામાં આવે છે. આ ઉંદરમાં ડોર્સલ સ્ટ્રાઇટમ તરફ પ્રસ્તુત ઓર્બિફ્રોન્ટલ કોર્ટેક્સ (ઓએફસી) ના ચેતાકોષો વચ્ચે જોડાણોની મજબૂતાઈ ઓછી હતી. b, અન્ય ઉંદર, કહેવાતા ઉત્સાહીઓ, સજા છતાં પણ લીવર દબાવવાનું ચાલુ રાખ્યું - ફરજિયાત વર્તણૂંકનું એક છાપ. ઓએનસી અને ડોર્સલ સ્ટ્રાઇટમ વચ્ચેના ન્યૂરલ કનેક્શન્સ, ઉંદરોની સરખામણીમાં આ ઉંદરમાં મજબૂત હતા. જ્યારે લેખકોએ ઉંદરને સતત રાખવામાં આ જોડાણોને નબળી પાડ્યું, ત્યારે પ્રાણીઓના ફરજિયાત વર્તનમાં ઘટાડો થયો (બતાવ્યો નહીં).
પછીના લેખકોએ નિશ્ચિત કરવાનો પ્રયાસ કર્યો કે સખત મહેનત કરનાર અને પુનરુજ્જીવનના મગજ વચ્ચે શું અલગ હતું. ઉંદર લીવરને દબાવતી વખતે કયા નેટવર્ક્સ સક્રિય હતા તે નિર્ધારિત કરવા માટે તેઓએ વાસ્તવિક મગજમાં વિવિધ મગજ વિસ્તારોને કનેક્ટ કરીને ચેતાકોષની પ્રવૃત્તિને માપી હતી. ઓર્બિફ્રોન્ટલ કોર્ટેક્સ (ઓએફસી), નિર્ણય-નિર્માણમાં સામેલ એક ક્ષેત્ર, અને ડોર્સલ સ્ટ્રાઇટમ, જે સ્વૈચ્છિક કાર્યવાહીમાં સંકળાયેલ છે, વચ્ચેનો સંદેશાવ્યવહાર, ઉંદરમાં લીવર-દબાવતા પહેલાં વધ્યો જે ડોપામાઇન સ્વ-ઉત્તેજના સાથે આંચકો મેળવવા માટે તૈયાર હતા. આ ન્યુરલ પાથવેના ઓપ્ટોજેનેટિક ઇન્હિબિશનથી ઉંદરને ત્યજી દેવામાં ઉત્સાહયુક્ત ઉંદર ચાલુ થયો. આ નિષ્કર્ષ બતાવે છે કે ઓએફસીથી ડોર્સલ સ્ટ્રાઇટમ સુધી પ્રક્ષેપિત ચેતાકોષની વધતી પ્રવૃત્તિ ડોપામાઇન ચેતાકોષની ફરજિયાત સક્રિયકરણના આ સ્વરૂપ માટે આવશ્યક હતી.
જો કે, આ વર્તણૂકલક્ષી સ્વીચ ફક્ત અસ્થાયી હતું: જ્યારે ઓપ્ટોજેનેટિક ઇન્હિબિશન બંધ કરવામાં આવ્યું હતું, ત્યારે બળજબરીપૂર્વક વર્તન ઉંદરને ચાલુ રાખવામાં ફરી શરૂ થયું. લેખકોએ દલીલ કરી હતી કે ચેપ પર લાંબા સમયથી ચાલતા ફેરફારો - ન્યુરોન્સ વચ્ચેની જંકશન - જે ઓએફસી અને ડોર્સલ સ્ટ્રાઇટમ ચેતાકોષને જોડે છે તે ડોપામાઇન ચેતાકોષના સ્વ-ઉત્તેજનાના ઘણા દિવસોના પરિણામ રૂપે ઊભી થઈ શકે છે. જો આ ફેરફારો માત્ર ઉંદરને સતત રાખવામાં આવે તો, તે તેમના સતત ફરજિયાત વર્તનને સમજાવશે.
જો આ પૂર્વધારણા સાચી હોય, તો OFC અને ડોર્સલ સ્ટ્રાઇટમ ચેતાકોષ વચ્ચેના સિનેપ્ટિક કનેક્શન્સની મજબૂતાઈ, બાકાત રાખનારાઓ કરતા વધારે સખત હોવી જોઈએ, જે OFC ચેતાકોષ દ્વારા ડોર્સલ સ્ટ્રાઇટમ ન્યુરોનની વધુ સારી સક્રિયકરણને સક્ષમ બનાવે છે. ખરેખર, પાસ્કોલી એટ અલ. એએફસી ન્યુરોન્સ અને ડોર્સલ સ્ટ્રાઇટમ ચેતાકોષ વચ્ચેના સંક્રમણોની મજબૂતાઈ સતત ઉંદર (ફિગ. 1) માં વધારો થયો હતો તે બતાવવા માટે આગળ વધી હતી. ઉંદરો સાથે, જે ઉંદરોને પ્રાયોગિક સેટ-અપ અને ઉંદરોને આંચકા મળ્યા હતા, પરંતુ ક્યારેય લિવરનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી ન હતી તે સાથે ઉદ્ભવનારાઓ, બધાએ ઓએફસી અને ડોર્સલ સ્ટ્રાઇટમ ચેતાકોષ વચ્ચેની ઓછી સિનેપ્ટિક શક્તિ દર્શાવી હતી.
નોંધપાત્ર રીતે, લેખકોએ શોધી કાઢ્યું છે કે આ ન્યૂરિક કનેક્શનની મજબૂતાઈને ઘટાડવા અથવા વધારીને બાધ્યતા વર્તનને દબાવી અથવા પ્રેરિત કરી શકાય છે. ઉત્સાહયુક્ત ચળકાટમાં OFC અને ડોર્સલ સ્ટ્રાઇટમ વચ્ચેના સિનેપ્ટિક જોડાણોની નબળાઈ, સંભવિત પગના આંચકાના ચહેરામાં સ્વયં ઉત્તેજિત થવા માટે તેમની ઇચ્છા ઘટાડવામાં આવી. તેનાથી વિપરીત, આ સિનેપ્ટિક કનેક્શન્સની મજબૂતાઈને વધારીને, પુનરુત્થાનકર્તાઓને સ્થગિત કરી શકાય છે. ડોર્સલ સ્ટ્રાઇટમ તરફ પ્રસ્તાવિત ઓએફસી ન્યુરોન્સના ઓપ્ટોજેનેટિક ઇન્હિબિશન પછી અવલોકન કરાયેલ અસ્થાયી રિવર્સલથી વિપરીત, સનાપ્ટિક શક્તિમાં આ ફેરફારોએ છ દિવસ માટે ચાલતા વર્તણૂકલક્ષી સ્વીચને પ્રેરિત કર્યા.
પાસ્કોલી એટ અલ. એક ન્યુરોડેપ્ટેશન શોધ્યું છે જે ઉંદરને તેમના ડોપામાઇન ચેતાકોષને સક્રિય કરવા માટે પીડાદાયક ઉત્તેજનાને ઓવરરાઇડ કરવાની મંજૂરી આપે છે. મનુષ્યોમાં દુરૂપયોગની દવાઓની દીર્ઘકાલીન વપરાશ એ જ ડોપામાઇન-રિઇનફોર્સમેન્ટ સર્કિટના વારંવાર સક્રિયકરણ તરફ દોરી જાય છે, તેથી સમાન ન્યૂરોડેપ્ટેશન તેમને નકારાત્મક પરિણામો હોવા છતાં ડ્રગ્સ લેવાનું ચાલુ રાખે છે. આ દરખાસ્તની ચકાસણી કરવા માટે, અમારે નક્કી કરવું જોઈએ કે શક્ય પગ શોકના ચહેરામાં કોકેન, એમ્ફેટેમાઇન્સ અથવા ઓપીયોઇડ્સ પ્રાપ્ત કરવા માટે લીવરને દબાવવાથી ઉંદરમાં OFC અને ડોર્સલ સ્ટ્રાઇટમ ન્યુરોન્સ વચ્ચેના જોડાણોની મધ્યસ્થીની ફરજિયાત વર્તણૂંક શામેલ છે.
શું ડોપામાઇન ચેતાકોષોની ઓપ્ટોજેનેટિક ઉત્તેજના દુરુપયોગની દવાઓ દ્વારા ડોપામાઇન ચેતાકોષની સક્રિયકરણની સાચી નકલ કરે છે? ઓપ્ટોજેનેટિક ઉત્તેજના દરમિયાન અને ધીરે ધીરે અને ડ્રગ એક્શનની લાંબી અવધિ દરમિયાન લેસરને ચાલુ અને બંધ કરવા વચ્ચે સ્પષ્ટ તફાવત છે. તેમ છતાં, લેખકોએ અગાઉ દર્શાવ્યું હતું4 તે કોકેઈન ઇન્ટેક અને ઓપ્ટોજેનેટિક સક્રિયકરણ ડોપામાઇન ચેતાકોષમાં લગભગ સમાન અનુકૂલન અને તેમના તાત્કાલિક ડાઉનસ્ટ્રીમ લક્ષ્યોને પ્રેરિત કરે છે, જે વર્તમાન અભ્યાસમાં ઉપયોગમાં લેવાયેલા પ્રાયોગિક અભિગમ માટે એક મજબૂત તર્ક આપે છે.
ડોપામાઇન ચેતાકોષોના આત્મ-ઉત્તેજનાથી વ્યક્તિઓના ફક્ત એક ઉપગ્રહમાં જ બાધ્યતા વર્તન તરફ દોરી જાય છે? લગભગ એક જ સમયે ઉંદરને સ્વયં-પ્રેરિત રાખવું અને પગ-શોકની સજા શરૂ થતાં પહેલાં સમાન ઘટનાઓ સાથે ત્યાગ કરવો અને છોડવું, તેમ છતાં બે જૂથોના મગજ ભિન્ન રીતે બદલાઈ ગયા હોવાનું જણાય છે. ઉંદર દ્વારા ઉત્તેજિત વીએટીએ ડોપામાઇન ચેતાકોષ સીધી OFC અથવા ડોર્સલ સ્ટ્રાઇટમથી કનેક્ટ થતું નથી, તેથી આ પ્રદેશો વચ્ચેની લિંકમાં બહુવિધ સિનેપ્ટિક જોડાણો શામેલ હોવા જોઈએ. મલ્ટીસિનેપ્ટિક રસ્તો જેના દ્વારા વીટીએ ડોપામાઇન ચેતાકોષની સક્રિયતા ડોર્સલ સ્ટ્રાઇટમમાં ફેરફારનું કારણ બની શકે છે તે અગાઉ વર્ણવવામાં આવ્યું છે.5, અને બિન-આવશ્યકતાથી લઇને ફરજિયાત ડ્રગ લેતા સંક્રમણને આગળ વધારવાની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે6,7. આ મલ્ટીસિનેપ્ટિક સર્કિટમાં પહેલાથી અસ્તિત્વમાં રહેલા તફાવતો સમજાવી શકે છે કે શા માટે કંટાળાજનક વર્તન અને સિનેપ્ટિક કનેક્શન્સમાં સંબંધિત ફેરફારો માત્ર અમુક ઉંદરોમાં થાય છે.
સિનેપ્ટિક ફેરફારો દિવસો, વર્ષો અથવા જીવનભર સુધી પણ ચાલે છે. પાસ્કોલી દ્વારા શોધવામાં આવેલા ફેરફારોની શક્યતા હોઈ શકે છે એટ અલ. એક નૈતિક વર્તણૂંક પરિવર્તનનો આધાર છે કે જે ડ્રગની વ્યસનીનું ચિહ્ન છે? આ પ્રશ્નનો ઉકેલ લાવવા માટે પ્રાયોગિક પુરાવાની જરૂર પડશે કે OFC અને ડોર્સલ સ્ટ્રાઇટમ વચ્ચેના જોડાણોને મજબૂત કરીને નકારાત્મક પરિણામો હોવા છતાં ડ્રગ સ્વયં સંચાલન થાય છે અને તે ખરેખર ડોપામાઇન સિસ્ટમ્સની સક્રિયકરણ છે જે ન્યુરલ ઇવેન્ટ્સની સાંકળમાં પરિણમે છે જે પરિણમે છે ફરજિયાત ડ્રગ લેતા.
કુદરત 564, 349-350 (2018)
ડોઇ: 10.1038 / d41586-018-07716-z